大豆(卷名：农业)
Glycine max
豆科(Leguminosae) 大豆属一年生草本。种子富含蛋白质和油分，可供食用和作饲料。别名甚多，依种皮颜色分别称为黄豆、青豆、黑豆；种皮黑色、子叶青色的称黑皮青豆或青仁乌豆；摘鲜豆荚以嫩豆粒作蔬菜用的称毛豆。大豆的小粒类型，褐色的在中国南方称泥豆、马料豆，在东北称秣食豆；黑色的称小黑豆。大豆是人类植物蛋白的重要来源。在中国、日本、朝鲜及东南亚一些国家为重要的食物组成部分；在美国、巴西和阿根廷等国也是主要的豆类作物。 (见彩图)
起源与进化 大豆起源于中国。苏联学者瓦维洛夫认为中国中部和东部是大豆的起源中心；但中国学者大多认为大豆的原产地是中国西南地区，特别是云贵高原一带。中国有遍生各地的大豆祖先野生大豆(G.soja)，大豆的古名“菽”在《诗经》中多次出现。山西侯马县出土的2300年前的大豆实物，种粒大小类似现在广为栽培的大豆。洛阳烧沟汉墓中出土的陶制粮仓上有“大豆万石”字样。至秦代，大豆首先自中国华北传至朝鲜，而后又自朝鲜引入日本； 6世纪前后又通过商船自华东引至日本九州一带。19世纪70年代后引入欧洲试种，但长期未能大量种植。1882年起美国开始试种大豆，并先后从中国和日本等国引入大豆品种资源近万份，为发展大豆生产提供了基础材料。
现在广泛种植的栽培大豆 (G.max)，是中国从野生大豆通过长期定向选择，不断地向大粒、非蔓生型、熟期适中、含油量高的方向改良驯化而成。野生大豆缠绕茎细，叶为披针形或卵形，豆荚小，种子黑色。但染色体数目与栽培大豆相同 (2n=40)。栽培大豆和野生大豆杂交，其后代遗传变异规律与栽培大豆的品种间杂交相似，并出现介乎两种大豆间一系列不同进化程度的类型。这都说明栽培大豆是从野生大豆进化来的。
生产情况 中国大豆生产主要集中在松花江、辽河平原的中、北部和三江平原地区，京广铁路以东的黄淮平原地区以及长江中下游地区。其中黑龙江省的产量居全国之首。在世界上，美国、巴西和阿根廷是大豆主要生产国和出口国；其他如巴拉圭、加拿大、印度尼西亚、日本、朝鲜、苏联、罗马尼亚等国也有少量生产。世界主要的大豆进口国是日本与欧洲经济共同体国家。
分类 栽培大豆的分类方法和标准很多，其中以按生育期的分类为主。中国将北纬22°～50°地区内有代表性的品种，按其生育期的长短，以10天为一级，分为12个级别，基本上包括了从最早熟到最晚熟的大豆类型。美国将北纬0°～5°内生长的大豆也按生育期长短分为极早熟至极晚熟12个成熟期组。
此外，中国还对6000多种大豆按①北方春大豆区、②黄淮海流域夏大豆区、③长江流域夏大豆区、④秋大豆区进行分类。其中第②区内包括有春大豆型及北方夏大豆型；第③第④区内各包括有春大豆型、南方夏大豆型和秋大豆型。各型内，先按黄、青、黑、褐或双色的种皮色，再按在当地生产上的实际生育日数，进一步按种粒的大、中、小归类为不同的群。各群再按有限、亚有限或无限结荚习性，灰毛或棕毛，紫花或白花3种性状，分成不同的类型。
形态特征 大豆主根在表土层10～15厘米范围内生出侧根，水平伸长约30～40厘米，再向下伸长，可深达1.5 米，形成钟罩状根系。自地表至20厘米左右深处的根部生有根瘤，在根瘤发育良好情况下，根瘤菌约可供应大豆需氮量的1/3～1/2。主茎一般高60～100厘米，节数在15～24之间。豆荚着生在节上，因此多节的大豆常高产。在主茎下方2～3个节上，多产生分枝。结荚习性可分为：①无限结荚习性。愈向主茎及分枝的顶端叶片愈小，豆荚也愈少，至顶端往往只有一个小荚，开花后植株仍大量增长。分枝多，株形较高大，适应肥水较差的条件。中国东北与西北地区、美国中部以北地区的大豆多属此类。②有限结荚习性。主茎及分枝的顶端叶片大，并着生有多荚的荚簇，开花后植株的增长量不大，植株较矮，茎杆较粗壮，抗倒伏，适于肥水条件较好的地区种植。中国淮河、长江流域及美国南部和巴西的大豆多属此类。③亚有限结荚习性。在形态及对肥水条件的适应性方面，介于两者之间(图1)。
大豆叶为3小叶的复叶。 叶柄与茎的相接处及小叶与叶柄的相接处有叶枕，叶枕日夜渗透压的变化，可使叶改变上举的角度与位置，叶枕基部有一对三角形托叶。叶片卵形、长卵形或披针形。披针形叶的品种多结 4粒荚，叶密茂，光合作用量大，有利高产，但过于茂密则透光不良，易引起倒伏和下部叶脱落。一般叶面积指数在4～5时为丰产长相。茎、叶及荚上均有茸毛。花蝶形(见彩图)，花冠紫或白色，雄蕊10个，9个相连呈筒状包围雌蕊，1个分离，雌蕊子房一室。自花传粉，天然杂交率一般在0.5％以下。花簇着生于第4节以上的叶腋间。有限结荚习性品种茎枝顶端也生花簇。每簇有花2～35朵(图2)。荚果呈黄、褐、黑等色，大小为2.5～5.5厘米，弯镰形或直葫芦形。每荚含种子2～4粒，少数1粒，个别含5粒。种子有明显的脐，黑、褐或无色。脐的一端为合点。子叶肥大，相连处有一胚芽，下连胚根，形状呈圆球形、椭圆形、长圆形或扁圆形。种皮颜色呈黄、绿、褐、黑或双色，子叶多为黄色，少数为绿色，百粒重在5～30克之间，个别可达40～48克。
生理特性 大豆为短日照作物，延长光照时数则延迟开花成熟，但品种间对短日照的敏感程度差别很大。从低纬度到高纬度，依次有不同短日性强度的过渡类型。需要充足的阳光。养分要求氮、磷、钾较多，其次为钙、镁、硫，此外还需硼、钼、铜、锌、锰等微量元素。自分枝期起，对氮的吸收与积累随植株的增长而逐步增加，以鼓粒期为最大；对磷的吸收高峰在分枝期与结荚期之间。幼苗到开花期吸磷量虽不大，但对全期生育的影响很大。生育前期吸钾较多，结荚后期达到高峰，鼓粒期吸钾速度明显下降。
大豆种子吸水量达到50％时才能萌芽。播种时土壤水分必须充分，田间持水量不能低于60%，而以75～90%时最适于萌芽出苗。自幼苗至分枝期土壤持水量75～80％时便能正常生长。开花结荚期和鼓粒期生长迅速，需大量水分。接近成熟时，已不再需要大量水分。萌芽所需的最低温度为6～7℃，12℃以上时萌发正常，25～30℃时萌芽快且健壮。生育期间的适宜温度为26℃左右，昼夜应有 5～10℃的温差。低温会延迟开花成熟，在10℃以上的年积温低于1900℃的地区，极早熟品种也难以正常成熟。中国东北大豆主要产区的年活动积温在2300～3000℃之间。
栽培管理 大豆在中国分为 3个栽培区：①北方春作大豆区。包括东北、内蒙古、陕西、山西北部、河北长城以北和新疆农区。春播秋收，一年一熟。②黄淮海流域夏作大豆区。包括淮河、秦岭以北和一熟大豆区以南及以东的大豆产区。 6月间冬小麦收后播种，10月上旬收获，一年二熟。偏北地区大豆收后多行冬闲，次年种春季作物，接着种冬小麦，二年三熟。③南方多作大豆区。包括淮河、秦岭以南的广大农区。各地情况不一。春、夏或秋大豆分别与小麦、水稻、油菜、玉米或甘蔗等轮作、套种、间作或混作。
大豆适于排水良好、长期施用有机肥、pH6.2～6.8的土壤。中国一般经耕翻细耙后播种，但在黄淮平原麦后复种大豆地区，播前常不耕耙。在气温、地温和土壤湿度适宜时力求早播。播种方式以条播为主，行距60～75厘米或30～50厘米。每亩株数一般为1.5～2.5万。播种深度东北一般为4～6厘米;黄淮海流域及南方多为2～4厘米浅播。生育期长的品种，在土壤肥力高的条件下生长较高大，种植密度宜小些。
大豆需肥较多。需氮量比相同产量的禾谷类多4～5倍，生产上提倡把大量厩肥、化肥施用在前茬禾谷类作物上，由大豆利用残肥。生育前期施磷增花，后期施氮增粒。播种时深施磷、钾肥，开花后每亩再追施氮肥，使大豆得到良好的养分供应。用钼酸铵拌种或于开花期叶面喷施，可促使根瘤发育良好。酸性土壤须施用石灰，并增施磷肥。长江流域及其以南地区多用灰粪覆盖种子，开花期追施氮肥，结荚期适时灌水排涝。
品种资源和育种 中国是大豆品种资源最丰富的国家，长江流域的品种变异尤多，野生资源也极丰富。这为选育生育期适宜、具有较高的蛋白质和油分含量、抗病能力较强的优良品种，提供了有利条件。美国利用中国的品种资源为亲本，育成抗病品种，对制止细菌性斑疹病、疫腐病、根结与孢囊线虫病等的严重危害，起了重要作用。
大豆是自花授粉作物，纯系育种至今在一些地区仍是有效的育种法。大豆的毛茸、花和种皮的颜色以及对主要病害的抗性，在遗传上属质量性状，因此用回交法提高品种的抗病性颇为有效。大豆的生育期、株高、百粒重、油分、蛋白质含量和产量等则属数量性状。品种间杂交为中国的主要育种方法，以系谱法为主。由于生育期、株高等的遗传力较高(75～90％)，种皮色、抗病性等是质量遗传，因此，自杂种第 2代起即可针对这些性状进行单株选择。对杂种第 3代的选择，目标中可增加遗传力略低的抗倒伏性 (40～80％)、主茎节数(65～90％)、 百粒重(50～80％)、油分(50～89％)和蛋白质含量 (60～85％)等。到第4代再增加受环境影响大、遗传力低(10～50％)的产量性状，进行单株选择。到第5代，对已稳定的株系即不再株选，而以丰产性能为重点，综合选择优良株系。
大豆产量性状的遗传力低，在杂种早期世代可根据遗传力较高、与产量有相关的生育期、株高、主茎节数等性状，先进行混合选择，形成适应的丰产生态类型；到第4代或第5代，再在混合群体中进行单株选择，下代种即为选出的稳定株系。
近年来美国采用“一粒传延代法”处理杂种后代。即每一杂交组合在第2至第4代从每一健壮植株上取1～2粒种子混合种植，于第5代选择大量单株，第6代种为株系，进行株系选择。这种方法可以最大限度地保留与大豆产量有关的遗传变异， 大大提高第6代选得优良株系的机率，不仅省工并可处理大量材料，还便于冬季加代。另外还有“摘荚法”，是在第2代至第4代从每一健壮优良植株上摘2～3个豆荚，按不同组合混合脱粒种植，到第5代时选单株，第6代种为株系，并进行系选。
病虫害 大豆的病害较多：①真菌病。有为害叶部的斑枯病、灰斑病、霜霉病和锈病等，其中霜霉病遍及各地；锈病大量发生在中国长江以南及东南亚各国；灰斑病在黑龙江省东部常造成灾害，主要用抗病育种防治。为害根、茎的有疫腐病、菌核病、炭疽病等，其中疫腐病的有效防治方法也是抗病育种，其他主要靠轮作防治。为害子粒的有紫斑病及黑点病等，用药剂拌种可提高受害种子的发芽率，减少病苗数。②细菌病。如细菌性斑点病、细菌性斑疹病等，其中有的已可用抗病育种防治。③病毒病。种类很多。中国长江流域或黄淮平原以花叶病毒病流行最广，为害严重，其他地区也常发生。防治方法有采用无病毒种子，消灭媒介昆虫以及抗病育种等。④大豆孢囊线虫病和根结线虫病也是严重的病害，一般用合理轮作和抗病育种防治。
大豆的主要虫害有中国东北地区的食心虫、中国中部和南部的豆荚螟以及豆秆蝇、豆秆黑潜蝇等。大豆蚜虫不但为害大豆，还传播病毒病。红蜘蛛是中国东北南部以南为害大豆叶部的主要虫害；草地螟在东北等地为害也烈。一般用药剂防治。
在中国黄淮平原地区，菟丝子对大豆为害甚烈，生物防治、清选豆种和合理轮作是较好的防治方法。
用途 大豆种子富含蛋白质和油分。豆油含较多的亚油酸，是优质食用油；经氢化可制人造奶油，并是制造油漆、肥皂、油墨、甘油、化妆品等的原料。中国北方以大豆粉与杂粮粉混合作为主食。以大豆为原料的酱油、豆腐、豆浆、腐乳、腐竹、豆芽等豆制品花色繁多，富含植物蛋白质，是中国、日本和朝鲜等国的传统副食。用低温脱脂大豆粕经弱碱液处理并用硫酸或盐酸液中和沉淀制成的“分离大豆蛋白”，其蛋白质含量高达90％，可制大豆饮料和香肠等食品的填充料，以增加食味与营养。脱脂大豆粕或“分离大豆蛋白”经挤压加温后还可制成有肉味并有咀嚼感的“组织大豆蛋白”（蛋白肉），可代替动物肉类制作各种菜肴。豆饼和豆粕还是畜牧业和水产业的重要饲料。
大豆蛋白质中含有大量人畜必需的氨基酸如蛋氨酸、胱氨酸、色氨酸、亮氨酸等。虽然大豆蛋白质组成中有少量阻碍人畜消化利用的胰蛋白酶抑制剂、血球凝集素及造成豆腥气味的醛类物质，但经加热或制成分离蛋白、浓缩蛋白后，这些物质均可被清除。粗制大豆油沉积物中的卵磷脂，被广泛用于食品和医药、造纸、制革等工业。大豆蛋白质还可用来制造干酪素胶合板胶、农药粘着剂和灭火剂，并可用于纸张和纺织品挂浆、皮革上光，以及制塑料和乳化剂等。